JPH09163740A - スイッチング電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業用や民生用の電子機器に安定した直流電
圧を供給するスイッチング電源装置において、スイッチ
ングに伴うサージ電圧やサージ電流の発生をなくし、高
効率、低ノイズで小型のスイッチング電源装置を実現す
る。 【解決手段】 オンオフを繰り返す第１のスイッチング
手段と、前記第１のスイッチング手段と交互にオンオフ
を繰り返す第２のスイッチング手段が共にオフの期間に
双方向スイッチング手段によってトランスの１次巻線を
短絡して前記トランスの蓄積エネルギーを連続に保つよ
うに構成している。この蓄積エネルギーにより、各スイ
ッチング手段に等価的に並列接続される寄生コンデンサ
の電荷を放電してから各スイッチング手段をターンオン
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業用や民生用の電
子機器に安定化された直流電圧を供給するスイッチング
電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の低価格化・小型化・高
性能化・省エネルギー化に伴い、スイッチング電源装置
はより小型で出力の安定性が高く高効率なものが強く求
められている。

【０００３】以下に第１の従来例のスイッチング電源装
置について説明する。図１３は第１の従来例のハーフブ
リッジコンバータタイプのスイッチング電源装置１Ａの
回路図である。図１３において、直流電源１の電圧をＶ
_INとする。スイッチング電源装置１Ａの入力端子２Ａ、
２Ｂに直流電源１が接続される。第１のスイッチング素
子３と第２のスイッチング素子５は前記入力端子２Ａと
２Ｂの間に直列に接続され、交互にオンオフを繰り返
す。

【０００４】第１のコンデンサ７と第２のコンデンサ８
は入力端子２Ａと２Ｂの間に直列に接続される。第１の
コンデンサ７と第２のコンデンサ８の接続点７Ａの電位
をＶ_Cとする。トランス９は１次巻線９Ａ、第１の２次
巻線９Ｂ及び第２の２次巻線９Ｃを有する。１次巻線９
Ａ、第１の２次巻線９Ｂ及び第２の２次巻線９Ｃの巻数
比をｎ：１：１とする（ｎは実数）。トランスの１次巻
線９Ａは第１のスイッチング素子３と第２のスイッチン
グ素子５の接続点５Ａに一端を接続し、他端を第１のコ
ンデンサ７と第２のコンデンサ８の接続点７Ａに接続す
る。第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード
１５はそれぞれのアノードをトランス９の第１の２次巻
線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃに接続している。カソード
は共通に接続されている。

【０００５】インダクタンス素子１６と平滑コンデンサ
１７は直列に接続され、インダクタンス素子１６の一端
を、第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード
１５の接続点に接続し、他端をトランス９の第１の２次
巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃの接続点９Ｅに接続して
いる。これによって、第１の整流ダイオード１４と第２
の整流ダイオード１５で整流された電圧を平滑する。平
滑コンデンサ１７の静電容量は十分大きく、出力端子１
８Ａ、１８Ｂへは直流出力電圧Ｖ_OUTが出力される。負
荷１９は、出力端子１８Ａ、１８Ｂに接続され、電力を
消費する。出力端子１８Ａ、１８Ｂは制御回路２０の入
力端子に接続されて、直流出力電圧Ｖ_{OU T}が制御回路２
０によって検出される。制御回路２０は、出力直流電圧
Ｖ_OUTを安定化すべく第１のスイッチング素子３と第２
のスイッチング素子５を所定のオンオフ比で制御する。

【０００６】以上のように構成されたスイッチング電源
装置について、図１４の波形図を参照して以下その動作
を説明する。図１４において駆動パルス信号ｖ_G1、ｖ_G2
はそれぞれ第１のスイッチング素子３と第２のスイッチ
ング素子５のオンオフの制御信号である。電圧ｖ_Dは第
１のスイッチング素子３に印加される電圧である。電流
ｉ_D1、ｉ_D2はそれぞれ第１のスイッチング素子３と第２
のスイッチング素子５に流れる。

【０００７】時刻Ｔ₁に第１のスイッチング素子３がオ
ンになると、トランス９の１次巻線９Ａには電圧Ｖ_Cが
印加され、第１の２次巻線９Ｂに電圧Ｖ_C／ｎが発生す
る。その結果、第１の整流ダイオード１４はオン、第２
の整流ダイオード１５はオフとなり、インダクタンス素
子１６には、電圧（Ｖ_C／ｎ−Ｖ_OUT）が印加される。第
１のスイッチング素子３には、トランス９の励磁電流
と、インダクタンス素子１６の励磁電流の１次側換算電
流との和の電流ｉ_D1が流れる。

【０００８】時刻Ｔ₂で第１のスイッチング素子３がオ
フになると、トランス９の励磁エネルギーが連続となる
ように、トランス９の２次電流は、第１の２次巻線９Ｂ
と第２の２次巻線９Ｃに分割されて流れる。その結果第
１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５は
オンとなり第１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃの
誘起電圧はゼロになる。そしてインダクタンス素子１６
には電圧Ｖ_OUTが印加される。

【０００９】時刻Ｔ₃で第２のスイッチング素子５がオ
ンになると、トランス９の１次巻線９Ａには電圧（Ｖ_IN
−Ｖ_C）が印加され、トランス９の第２の２次巻線９Ｃ
に電圧（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎが発生する。その結果、整流
ダイオード１４はオフ、第２の整流ダイオード１５はオ
ンとなる。インダクタンス素子１６には、電圧［（Ｖ_IN
−Ｖ_C）／ｎ−Ｖ_OUT］が印加される。第２のスイッチン
グ素子５にはトランス９の励磁電流と、インダクタンス
素子１６の励磁電流の１次側換算電流との和の電流ｉ_D2
が流れる。

【００１０】時刻Ｔ₄で第２のスイッチング素子５がオ
フになると、トランス９の励磁エネルギーが連続となる
ように、トランス９の２次電流は、第１の２次巻線９Ｂ
と第２の２次巻線９Ｃに分割されて流れる。その結果第
１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５は
オンとなり第１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃの
誘起電圧はゼロになる。そしてインダクタンス素子１６
には第２のスイッチング素子５がオンの場合に対して逆
向きに電圧Ｖ_OUTが印加される。

【００１１】時刻Ｔ₅で第１のスイッチング素子３がオ
ンになると、トランス９の１次巻線９Ａには、電圧Ｖ_C
が印加される。以後上記の動作を繰り返す。

【００１２】上記の動作において、第１のスイッチング
素子３のオン期間（Ｔ₁〜Ｔ₂）と第２のスイッチング素
子５のオン期間（Ｔ₃〜Ｔ₄）を等しくし、それをＰ_ONと
する。同様にしてオフ期間（Ｔ₂〜Ｔ₃）、（Ｔ₄〜Ｔ₅）
を等しくし、それをＰ_OFFとする。Ｐ_ON／Ｐ_OFFをオンオ
フ比とする。上記のようにオンとオフの期間を設定する
と、安定動作状態において、トランス９の磁束の状態は
一周期（Ｔ₁〜Ｔ₅）毎に初期状態にもどってリセットさ
れる。状態のリセットをリセット条件と呼ぶ。このリセ
ット条件から、次式（１）が成立する。

【００１３】 （Ｖ_IN−Ｖ_C）×Ｐ_ON＝Ｖ_C×Ｐ_ON ・・・（１）

【００１４】式（１）からＶ_Cは以下のように表わされ
る。

【００１５】Ｖ_C＝Ｖ_IN／２

【００１６】またインダクタンス素子１６の磁束が初期
状態にもどるリセット条件により、式（２）が成立す
る。

【００１７】 （Ｖ_IN／２−Ｖ_OUT）×Ｐ_ON＝Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（２）

【００１８】式（２）からＶ_OUTは以下のように表わさ
れる。

【００１９】Ｖ_OUT＝δ×Ｖ_IN／２

【００２０】但し、δを以下のように表わす。

【００２１】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【００２２】即ち第１のスイッチング素子３と第２のス
イッチング素子５のオンオフ比Ｐ_ON／Ｐ_OFFを調整する
ことにより、出力電圧Ｖ_OUTを、安定化することができ
る。図１３の回路構成では第１のスイッチング素子３と
第２のスイッチング素子５には入力電圧を越える電圧は
印加されず、トランス９は直流励磁されない。

【００２３】以下に第２の従来例のスイッチング電源装
置３１Ａについて説明する。図１５は第２の従来例のプ
ッシュプルコンバータタイプのスイッチング電源装置３
１Ａの回路図である。図１５において、直流電源１の電
圧をＶ_INとする。スイッチング電源装置３１Ａの入力端
子２Ａ、２Ｂに直流電源１が接続される。トランス２７
は第１の１次巻線２７Ａ、第２の１次巻線２７Ｂ、第１
の２次巻線２７Ｃ及び第２の２次巻線２７Ｄを有してい
る。前記第１の１次巻線２７Ａ、第２の１次巻線２７
Ｂ、第１の２次巻線２７Ｃ及び第２の２次巻線２７Ｄの
巻数比をｎ：ｎ：１：１とする。トランス２７の第１の
１次巻線２７Ａと第１のスイッチング素子３の直列回路
が入力端子２Ａと２Ｂの間に接続される。また前記第２
の１次巻線２７Ｂと第２のスイッチング素子５の直列回
路が入力端子２Ａと２Ｂの間に接続される。

【００２４】第１の整流ダイオード１４と、第２の整流
ダイオード１５のアノードをそれぞれ前記トランス２７
の第１の２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄの一端
に接続している。第１及び第２の整流ダイオード１４、
１５のカソードは共通に接続される。インダクタンス素
子１６と平滑コンデンサ１７は直列に接続され、インダ
クタンス素子１６の端部を前記第１の整流ダイオード１
４と前記第２の整流ダイオード１５のカソードに接続し
ている。平滑コンデンサ１７の端部を前記トランス２７
の第１の２次巻線２７Ｃと前記第２の２次巻線２７Ｄの
接続点２７Ｅに接続している。前記第１の整流ダイオー
ド１４と前記第２の整流ダイオード１５で整流された電
圧はインダクタンス素子１６と平滑コンデンサ１７で平
滑され、出力端子１８Ａ、１８Ｂに出力される。平滑コ
ンデンサ１７の静電容量は十分大きく、出力端子１８
Ａ、１８Ｂへは直流出力電圧Ｖ_OUTが出力される。負荷
１９は前記出力端子１８Ａ、１８Ｂに接続され、電力を
消費する。

【００２５】制御回路２９は直流出力電圧Ｖ_OUTを検出
し、この出力電圧Ｖ_OUTを安定化すべく第１のスイッチ
ング素子３と第２のスイッチング素子５を所定のオンオ
フ比で制御する。

【００２６】以上のように構成されたスイッチング電源
装置について、以下その動作を説明する。図１６に動作
の波形図を示す。図１６において駆動パルス信号ｖ_G1、
ｖ_G2はそれぞれ第１のスイッチング素子３と第２のスイ
ッチング素子５のオンオフの制御信号である。電圧ｖ_D1
は第１のスイッチング素子３に印加される。 電圧ｖ_{D 2}
は第２のスイッチング素子５に印加される。電流ｉ₁、
ｉ₂はそれぞれ第１のスイッチング素子３と第２のスイ
ッチング素子５を流れる電流を示している。

【００２７】時刻Ｔ₁ に第１のスイッチング素子３がオ
ンになると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａには
入力電圧Ｖ_INが印加され、第１の２次巻線２７Ｃに電圧
Ｖ_IN／ｎが発生する。その結果第１の整流ダイオード１
４はオン、第２の整流ダイオード１５はオフとなる。イ
ンダクタンス素子１４には、電圧（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT）
が印加される。第１のスイッチング素子３にはトランス
２７の励磁電流と、インダクタンス素子１４の励磁電流
の１次側換算電流との和の電流ｉ₁が流れる。

【００２８】時刻Ｔ₂ で第１のスイッチング素子３がオ
フになると、トランス２７の励磁エネルギーが連続とな
るように、２次電流は、第１の２次巻線２７Ｃと第２の
２次巻線２７Ｄに分割されて流れる。その結果第１の整
流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５はオンと
なり第１の２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄの誘
起電圧はゼロになる。そしてインダクタンス素子１６に
は第１のスイッチング素子３がオンの場合に対して逆向
きに電圧Ｖ_OUTが印加される。

【００２９】時刻Ｔ₃ で第２のスイッチング素子５がオ
ンになると、トランス２７の第２の１次巻線２７Ｂには
電圧Ｖ_INが印加され、第２の２次巻線２７Ｄに電圧Ｖ_IN
／ｎが発生する。その結果第１の整流ダイオード１４は
オフ、第２の整流ダイオード１５はオンとなり、インダ
クタンス素子１６には、電圧（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT） が印
加される。第２のスイッチング素子５にはトランス２７
の励磁電流と、インダクタンス素子１６の励磁電流の１
次側換算電流との和の電流ｉ₂が流れる。

【００３０】時刻Ｔ₄で第２のスイッチング素子５がオ
フになると、トランス２７の励磁エネルギーが連続とな
るように、２次電流は、第１の２次巻線２７Ｃと第２の
２次巻線２７Ｄに分割されて流れる。その結果第１の整
流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５はオンと
なり第１の２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄの誘
起電圧はゼロになる。そしてインダクタンス素子１６に
は第２のスイッチング素子５がオンの場合に対して逆向
きに電圧Ｖ_OUT が印加される。第１のスイッチング素子
３のオン期間（Ｔ₁〜Ｔ₂）と第２のスイッチング素子５
のオン期間（Ｔ₃〜Ｔ₄）を等しい値のＰ_ONとする。同様
にオフ期間（Ｔ₂〜Ｔ₃）、（Ｔ₄〜Ｔ₅）を等しい値のＰ
_OFF とする。上記のように、オンとオフの期間を設定す
ると、インダクタンス素子１４のリセット条件により、
式（３）が成立する。

【００３１】 （Ｖ_IN−Ｖ_OUT）×Ｐ_ON＝Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（３）

【００３２】式（３）からＶ_OUTは以下のように表わさ
れる。

【００３３】Ｖ_OUT＝δ×Ｖ_IN

【００３４】但し、δを以下のように表わす。

【００３５】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【００３６】即ち第１のスイッチング素子３と第２のス
イッチング素子５のオンオフ比Ｐ_ON／Ｐ_OFFを調整する
ことにより、出力電圧Ｖ_OUTを安定化することができ
る。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】前記第１及び第２の従
来例の構成では、第１のスイッチング素子３又は第２の
スイッチング素子５はターンオン時にスイッチング素子
３又は４の図１３又は図１５で点線で示す寄生容量やト
ランス９の分布容量を短絡し、それらに充電された電荷
を放電する。そのため図１４に示すサージ電流Ｓ_Iが発
生し、電力損失およびノイズを生じる。また、第１のス
イッチング素子３および第２のスイッチング素子５のタ
ーンオフ時にトランスの漏れインダクタンスや配線に寄
生するインダクタンスに保持された励磁エネルギーによ
りサージ電圧Ｓ_Vが発生する。サージ電流Ｓ_Iは第１及び
第２のスイッチング素子３及び５のターンオン時に発生
するので、スイッチング周波数に比例して発生回数も増
加する。その結果スイッチング周波数の増加によって電
力損失が増加するとともに、ノイズも増加する。

【００３８】従って従来のスイッチング電源装置ではス
イッチング周波数を上げるのが困難であった。スイッチ
ング電源装置では、スイッチング周波数は高い方が望ま
しい。それは、スイッチング周波数を上げると、トラン
ス９、コンデンサ７、８等の容量を減らすことができる
ので、スイッチング電源を小型化することができるから
である。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明はサージ電流とサ
ージ電圧の発生を防止して電力損失を減らし、効率を向
上するとともに低ノイズ化を実現したスイッチング電源
装置を提供することを目的とする。

【００４０】本発明のスイッチング電源装置では、オン
オフを繰り返す第１のスイッチング手段と、前記第１の
スイッチング手段と交互にオンオフを繰り返す第２のス
イッチング手段の直列回路を電源に接続し、また第１の
コンデンサ又は第２のコンデンサを電源に接続してい
る。１次巻線と少なくとも１個の２次巻線を有するトラ
ンスを有し、その１次巻線を前記第１のコンデンサ又は
前記第２のコンデンサと、前記第１のスイッチング手段
と前記第２のスイッチング手段の接続点に接続してい
る。前記トランスの１次巻線に並列に双方向スイッチン
グ手段を接続している。前記トランスの２次巻線電圧を
整流平滑して出力を得る。このスイッチング電源装置に
おいて、前記第１のスイッチング手段と前記第２のスイ
ッチング手段が共にオフの期間に前記双方向スイッチン
グ手段をオンとして前記トランスの１次巻線電流を連続
に保つように構成している。

【００４１】また本発明のスイッチング電源装置は、交
互にオンオフを繰り返す第１のスイッチング手段と第２
のスイッチング手段と、第１及び第２の１次巻線と少な
くとも１個の２次巻線を有するトランスを有する。前記
第１の１次巻線と前記第１のスイッチング手段の直列回
路を電源に接続し前記第２の１次巻線と前記第２のスイ
ッチング手段の直列回路を電源に接続する。前記第１の
スイッチング手段と前記トランスの第１の１次巻線の接
続点と、前記第２のスイッチング手段と前記トランスの
第２の１次巻線の接続点との間に、双方向スイッチ手段
を接続する。

【００４２】さらに前記トランスに補助巻線を設け、補
助巻線に並列に双方向スイッチング手段を接続する。双
方向スイッチング手段をオンにすることにより、第１の
スイッチング手段のターンオフから第２のスイッチング
手段のターンオンの直前までの期間中と、第２のスイッ
チング手段のターンオフから第１のスイッチング手段の
ターンオンの直前までの期間中、トランスに蓄えられた
エネルギーを保持することができる。またターンオン直
前に各スイッチング手段に等価的に並列に接続される寄
生コンデンサの電荷を放電し、その後でターンオンす
る。従ってサージ電流の発生がない。

【００４３】また、双方向スイッチング手段によりトラ
ンスの１次巻線を短絡するクランプ作用により、第１お
よび第２のスイッチング手段のターンオフ時のトランス
の漏れインダクタンスの影響によるサージ電圧の発生も
ない。

【００４４】また、本構成では、双方向スイッチング手
段のターンオン時のサージ電圧とターンオフ時のサージ
電圧の発生もない。したがって、電力損失が減少して効
率が高くなるとともにノイズが減少する。またスイッチ
ング周波数の高いより小型のスイッチング電源装置を実
現できる。

【００４５】

【発明の実施の形態】

《第１実施例》以下本発明の第１実施例について、図１
ないし図４を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１実施例におけるスイッチング電源装置の回路図であ
る。

【００４６】直流電源１の電圧をＶ_INとする。スイッチ
ング電源装置１Ｂの入力端子２Ａ、２Ｂは直流電源１に
接続されている。第１のスイッチング素子３と第１のダ
イオード４の並列接続体で第１のスイッチングユニット
３４を構成する。第２のスイッチング素子５と第２のダ
イオード６の並列接続体で第２のスイッチングユニット
５６を構成する。第１のスイッチングユニット３４と第
２のスイッチングユニット５６は直列接続され入力端子
２Ａ、２Ｂ間に接続される。

【００４７】第１のコンデンサ７と第２のコンデンサ８
は直列に接続され入力端子２Ａ、２Ｂ間に接続される。
第１のコンデンサ７と第２のコンデンサ８の接続点７Ａ
の電圧をＶ_Cとする。トランス９は１次巻線９Ａ、第１
の２次巻線９Ｂ及び第２の２次巻線９Ｃを有する。１次
巻線９Ａ、２次巻線９Ｂ及び２次巻線９Ｃの巻数比は
ｎ：１：１とする（ｎは実数）。１次巻線９Ａは第１の
コンデンサ７と第２のコンデンサ８の接続点７Ａと第１
のスイッチングユニット３４と第２のスイッチングユニ
ット５６の接続点５Ａに接続される。

【００４８】第１の整流ダイオード１４のアノードはト
ランス９の第１の２次巻線９Ｂの一端に接続される。第
２の整流ダイオード１５のアノードはトランス９の第２
の２次巻線９Ｃの一端に接続される。第１の整流ダイオ
ード１４と第２の整流ダイオード１５のカソードは共通
に接続される。インダクタンス素子１６と平滑コンデン
サ１７は直列接続され、インダクタンス素子１６の端部
が第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１
５のカソードの接続点１４Ａに接続される。平滑コンデ
ンサ１７の端部が第１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線
９Ｃの接続点９Ｅに接続される。トランス９の２次巻線
９Ａ、９Ｂに発生する電圧は整流平滑されて、出力電圧
Ｖ_outが出力端子１８Ａ、１８Ｂを経て負荷１９に供給
される。以上は従来のハーフブリッジコンバータの構成
と同じである。

【００４９】第３のスイッチング素子１０と第３のダイ
オード１１の並列接続体と第４のスイッチング素子１２
と第４のダイオード１３の並列接続体とを、第３のダイ
オード１１のアノードと第４のダイオード１３のアノー
ドとが接続されるように、直列に接続して双方向スイッ
チングユニット２５を構成する。双方向スイッチングユ
ニット２５は、第３のスイッチング素子１０をオンにす
ることで、第４のダイオード１３を通して、第一の方向
のみ導通可能にする。逆に第４のスイッチング素子１２
をオンにすると第３のダイオード１１を通して、上記と
は逆の第２の方向のみの導通を可能にする。第３のスイ
ッチング素子１０と第４のスイッチング素子１２の両方
をオンにすると、双方向に導通可能になる。双方向スイ
ッチングユニット２５はトランス９の１次巻線９Ａに並
列に接続される。

【００５０】制御回路４０は出力端子１８Ａ、１８Ｂ間
の出力電圧を検出する。そして出力電圧Ｖ_OUTが一定に
なるように第１のスイッチング素子３、第２のスイッチ
ング素子５、第３のスイッチング素子１０及び第４のス
イッチング素子１２のオンオフ比を変えて制御する制御
信号を発生する。スイッチング素子３、５、１０、１２
は半導体素子で構成するのが望ましい。半導体素子は例
えばバイポーラトランジスタ又はＦＥＴが用いられる。
ＦＥＴの場合は、並列に接続されたダイオードを内蔵し
ているので、ダイオード４、６、１１、１３は不要とな
る。

【００５１】以上のように構成されたスイッチング電源
装置について、以下にその動作を図４を参照しながら説
明する。

【００５２】図４において駆動パルス信号ｖ_G1は制御回
路４０から第１のスイッチング素子３に印加される。駆
動パルス信号ｖ_G2は制御回路４０から第２のスイッチン
グ素子５に印加される。駆動パルス信号ｖ_G3は制御回路
４０から第３のスイッチング素子１０に印加される。駆
動パルス信号ｖ_G4は制御回路４０から第４のスイッチン
グ素子１２に印加される。電圧ｖ_Dは第１のスイッチン
グユニット３４に印加される電圧を示している。電流ｉ
_D1は第１のスイッチングユニット３４に流れる電流を示
している。電流ｉ_D2は第２のスイッチングユニット５６
を流れる電流を示している。電流ｉ_Pはトランス９の１
次巻線９Ａの電流を示している。電流ｉ_Lはインダクタ
ンス素子１６を流れる電流を示している。

【００５３】時刻Ｔ₁で制御回路４０の駆動パルス信号
ｖ_G1により第１のスイッチング素子３がオンになると、
トランス９の１次巻線９Ａに電圧Ｖ_Cが印加される。こ
の時トランス９の第１の２次巻線９Ｂに電圧Ｖ_C／ｎが
発生し整流ダイオード１４をターンオンする。インダク
タンス素子１６には、電圧（Ｖ_C／ｎ−Ｖ_OUT）が印加さ
れ、インダクタンス素子１６を流れる電流は直線状に増
加する。トランス９の１次巻線９Ａの電流ｉ_Pはトラン
ス９の励磁電流と、第１の２次巻線９Ｂを流れる電流の
１次側換算電流との和となる。従って、電流ｉ_Pは直線
状に増加し、トランス９およびインダクタンス素子１６
に励磁エネルギーが蓄積される。このとき制御回路４０
により第２のスイッチング素子５はオフ、第３のスイッ
チング素子１０はオフ、第４のスイッチング素子１２は
オンであるが、第２のダイオード６と第３のダイオード
１１は逆バイアスされオフであるため、回路動作に影響
は無い。

【００５４】時刻Ｔ₂で制御回路４０の駆動パルス信号
ｖ_G1はオフとなり第１のスイッチング素子３がオフにな
る。トランス９の１次巻線９Ａを流れていた電流ｉ_Pは
トランス９の漏れインダクタンスの影響で連続的に流れ
ようとする。そのため電流ｉ_Pは第１のスイッチングユ
ニット３４、第２のスイッチングユニット５６、双方向
スイッチングユニット２５内の第３のスイッチング素子
１０及びトランス９にそれぞれ等価的に並列に接続され
る点線で示した寄生コンデンサを充放電する。その結果
第１のスイッチングユニット５６に印加される電圧ｖ_D
は上昇する。電圧Ｖ_Dが電圧ｖ_Cを越えると、オンである
第４のスイッチング素子１２を通して印加される電圧に
より第３のダイオード１１はターンオンし、双方向スイ
ッチングユニット２５はオンとなる。

【００５５】時刻Ｔ₃で制御回路２０の駆動パルス信号
ｖ_G3により第３のスイッチング素子１０がオンになる。
電流は第３のダイオード１１と第３のスイッチング素子
１０を流れる。オン電流が第３のダイオード１１を流れ
ても第３のスイッチング素子１０を流れても動作に差は
ない。このとき、トランス９の１次巻線電流ｉ_Pは、ト
ランス９に蓄えられたエネルギーが前記寄生コンデンサ
の充放電によって消費されるので一旦減少するが、第３
のダイオード１１または第３のスイッチング素子１０が
オンになるとトランス９の１次巻線９Ａは短絡され、ト
ランス９の漏れインダクタンスと励磁インダクタンスに
蓄えられたエネルギーは保持される。以下、エネルギー
と称する場合はトランスの漏れインダクタンスと励磁イ
ンダクタンスに蓄えられたエネルギーを示す。その結果
トランス９の第１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃ
に誘起される電圧はゼロとなり、インダクタンス素子１
６に印加される電圧は、Ｖ_OUTとなる。トランス９の第
１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃには、励磁エネ
ルギーを連続に保つように、電流が分割されて流れる。
従って第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオー
ド１５はオンとなる。

【００５６】時刻Ｔ₄で第４のスイッチング素子１２が
オフすることで、双方向スイッチングユニット２５をオ
フすると、トランス９に保持されていたエネルギーによ
り、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッチ
ングユニット５６、双方向スイッチングユニット２５内
の第４のスイッチング素子１２及びトランス９に等価的
に並列接続される寄生コンデンサが充放電する。その結
果第１のスイッチングユニット３４に印加される電圧ｖ
_Dは上昇する。電圧Ｖ_Dが入力電圧Ｖ_INに達すると、第２
のダイオード６をターンオンさせる。時刻Ｔ₅で制御回
路４０の駆動パルス信号ｖ_G2で第２のスイッチング素子
５をオンする。オン電流が第２のダイオード６を流れて
も第２のスイッチング素子５を流れても動作に変化はな
い。

【００５７】トランス９の１次巻線９Ａを流れる電流ｉ
_Pは、前記寄生容量の充放電のために一旦減少するが、
第２のスイッチング手段５６がオンになると、トランス
９の１次巻線９Ａに電圧（Ｖ_C−Ｖ_IN）が印加され、１
次巻線電流ｉ_Pは急激に減少する。トランス９の１次巻
線９Ａに十分な逆電流が供給されると第１の整流ダイオ
ード１４がオフし第２の２次巻線９Ｃに電圧（Ｖ_IN−Ｖ
_C）／ｎが発生する。その結果インダクタンス素子１６
に電圧［（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎ−Ｖ_OUT］が印加され、イン
ダクタンス素子１６を流れる電流ｉ_Lは直線状に増加す
る。トランス９の１次巻線９Ａの電流ｉ_Pはトランス９
の励磁電流と２次巻線９Ｂを流れる電流の１次側換算電
流の和となるために直線状に減少する。そのためトラン
ス９およびインダクタンス素子１６に励磁エネルギーが
蓄積される。このとき制御回路４０により第１のスイッ
チング素子３はオフ、第３のスイッチング素子１０はオ
ン、第４のスイッチング素子１２はオフであるが、第１
のダイオード６と第４のダイオード１３は逆バイアスさ
れオフであるため、回路動作に影響は無い。

【００５８】時刻Ｔ₆で制御回路４０の駆動パルス信号
ｖ_G2が消滅して第２のスイッチング素子５がオフになる
と、トランス９の１次巻線９Ａを流れる電流ｉ_Pはトラ
ンス９の漏れインダクタンスの影響で連続して流れよう
とする。電流ｉ_Pは第１のスイッチングユニット３４、
第２のスイッチングユニット５６、双方向スイッチング
ユニット２５内の第３のスイッチング素子１０及びトラ
ンス９に等価的に並列接続される寄生コンデンサを充放
電する。その結果第１のスイッチングユニット３４に印
加される電圧ｖ_Dは下降する。電圧Ｖ_Dが電圧ｖ_Cに達す
ると、オンである第３のスイッチング素子１０を通して
印加される電圧により第４のダイオード１３がターンオ
ンし、双方向スイッチングユニット２５はオンとなる。

【００５９】時刻Ｔ₇で制御回路４０の駆動パルス信号
ｖ_G4で第４のスイッチング素子１２がオンになる。オン
電流が第４のダイオード１３を流れても第４のスイッチ
ング素子１２を流れても双方向スイッチングユニット２
５の動作に変化はない。トランス９の１次巻線電流ｉ_P
は、トランス９に蓄えられたエネルギーが前記寄生コン
デンサの充放電に負極性のエネルギーとして消費されて
一旦増加する。第４のダイオード１３または第４のスイ
ッチング素子１２がオンになると、トランス９の１次巻
線９Ａは短絡され、トランスの漏れインダクタンスと励
磁インダクタンスに蓄えられた負極性のエネルギーは保
持される。

【００６０】１次巻線９Ａの短絡により、トランス９の
第１の２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃに誘起される
電圧もゼロとなる。その結果インダクタンス素子１６に
印加される電圧は、Ｖ_OUTとなる。トランス９の第１の
２次巻線９Ｂと第２の２次巻線９Ｃには、トランス９の
励磁エネルギーを連続に保つように、２次電流が分割さ
れて流れる。従って第１の整流ダイオード１４と第２の
整流ダイオード１５はオンとなる。

【００６１】時刻Ｔ₈で第３のスイッチング素子１０を
オフにすることで双方向スイッチングユニット２５をオ
フにする。トランス９に保持されていたエネルギーによ
り、第１のスイッチングユニット３４と第２のスイッチ
ングユニット５６と第４のスイッチング素子１２とトラ
ンス９に等価的に並列に接続される寄生コンデンサが充
放電される。その結果第１のスイッチングユニット３４
に印加される電圧ｖ_Dは下降する。ゼロに達すると、第
１のダイオード４をターンオンさせる。

【００６２】時刻Ｔ₉で制御回路４０の駆動パルス信号
ｖ_G1により第１のスイッチング素子３がオンとなる。オ
ン電流ｉ_D1が第１のダイオード４を流れても第１のスイ
ッチング素子３を流れても動作に変化はない。

【００６３】トランス９の１次巻線９Ａを流れる電流ｉ
_Pは、前記寄生容量の充放電のために一旦増加するが、
第１のスイッチングユニット３４がオンになると、トラ
ンス９の１次巻線９Ａに電圧Ｖ_Cが印加され、１次巻線
電流ｉ_Pは急激に増加する。トランス９の１次巻線９Ａ
に十分な電流が供給されると、第２の整流ダイオード１
５がオフし第１の２次巻線９Ｂに電圧Ｖ_C／ｎが発生す
る。従ってインダクタンス素子１６に電圧［（Ｖ_IN−Ｖ
_C）／ｎ−Ｖ_OUT］が印加される。以後上記の動作を繰り
返す。

【００６４】第１のスイッチングユニット３４のオン期
間Ｔ₁〜Ｔ₂と第２のスイッチングユニット５６のオン期
間Ｔ₅〜Ｔ₆を等しい値のＰ_ONとする。第１のスイッチン
グユニット３４がターンオフしてから第２のスイッチン
グユニット５６がターンオンするまでのオフ期間Ｔ₂〜
Ｔ₅と第２のスイッチングユニット５６がターンオフし
てから第１のスイッチングユニット３４がオンするまで
のオフ期間Ｔ₆〜Ｔ₉を等しい値のＰ_OFF とする。そして
オンオフ比をＰ_ON／Ｐ_OFFで表わす。トランス９及びイ
ンダクタンス素子１６の磁束は一周期（Ｔ₁〜Ｔ₉）で初
期状態にもどってリセットされる。このことを以後リセ
ット条件と称する。このトランス９リセット条件により
式（３）が成り立つ。

【００６５】 （Ｖ_IN−Ｖ_C）×Ｐ_ON＝Ｖ_C×Ｐ_ON ・・・（３）

【００６６】期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇、Ｔ₈
〜Ｔ₉は短いので無視すると、インダクタンス素子１６
のリセット条件から、式（４）が成り立つ。

【００６７】 [（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎ−Ｖ_OUT]×Ｐ_ON＝Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（４）

【００６８】したがって、式（４）から、Ｖ_C、Ｖ_OUTは
以下のように表わされる。

【００６９】Ｖ_C＝Ｖ_IN／２

【００７０】Ｖ_OUT＝δＶ_IN／２ｎ

【００７１】但し、δを以下のように表わす。

【００７２】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【００７３】したがって、第１のスイッチングユニット
３４および第２のスイッチングユニット５６のオンオフ
比Ｐ_ON／Ｐ_OFFを調節することにより出力電圧Ｖ_OUTが制
御できる。δを表す式は従来のハーフブリッジコンバー
タと同じ変換式となる。期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆
〜Ｔ₇、Ｔ₈〜Ｔ₉を考慮すると、出力電圧Ｖ_OUTが低くな
るが、その分δを大きくすることで所定の電圧を得るこ
とができる。この構成の上記の動作によって第１のスイ
ッチング素子３、第２のスイッチング素子５、第３のス
イッチング素子１０及び第４のスイッチング素子１２の
ターンオン直前にスイッチング素子３、５、１０、１２
の寄生容量及びトランス９の分布容量に充電された電荷
を放電する。その結果短絡によるサージ電流の発生を低
減でき、ノイズの発生を抑えることが可能である。

【００７４】またサージ電流の減少により電力損失が減
少するのでスイッチング電源の効率が改善される。さら
に、またトランス９の漏れインダクタンスに起因する第
１のスイッチング素子３および第２のスイッチング素子
５のターンオフ時のサージ電圧が、双方向スイッチング
ユニット２５内の第３のダイオード１１および第４のダ
イオード１２がターンオンする事により、第１のコンデ
ンサ７と第２のコンデンサ８および入力直流電源１に効
果的に吸収される。従ってサージ電圧は発生しない。

【００７５】また双方向スイッチングユニット２５内の
第３のスイッチング素子１０と第４のスイッチング素子
１２のターンオフ時に発生するサージ電圧も、第１のダ
イオード４と第２のダイオード６のターンオンによっ
て、第１のコンデンサ７と第２のコンデンサ８および直
流電源１に吸収される。従ってサージ電圧は発生しな
い。

【００７６】寄生容量の充放電のエネルギーは、トラン
スの励磁インダクタンスと漏れインダクタンスに蓄えら
れたエネルギーに依存している。漏れインダクタンスが
比較的小さく、寄生容量を充放電するためのエネルギー
が不足する場合は、トランス９の１次巻線９Ａまたは２
次巻線９Ｂに直列にインダクタンス素子を接続し、漏れ
インダクタンスを故意に増加させてもよい。漏れインダ
クタンスの増加により寄生容量の充放電エネルギーを大
きくすることができる。またトランス９の励磁インダク
タンス値を小さくして、トランスを逆励磁させることに
より第１および第２のスイッチングユニット３４、５６
の寄生容量とトランス９の分布容量の電荷の放電を補助
することもできる。

【００７７】第１実施例の他の例を図２及び図３に示
す。本実施例の図１の構成では、直流入力電圧Ｖ_INを第
１のコンデンサ７と第２のコンデンサ８の直列接続体に
より、分圧している。図２に示すように、第１のコンデ
ンサ７のみを入力端子２Ａと１次巻線９Ａ間に接続した
場合、または図３に示すように第２のコンデンサ８のみ
を入力端子２Ｂと１次巻線９Ａ間に接続した場合でも、
本発明のスイッチング電源装置は正常に動作する。また
図１ないし図３の構成において、第１のスイッチングユ
ニット３４、第２のスイッチングユニット５６、双方向
スイッチングユニット２５及びトランス９に等価的に並
列接続される寄生コンデンサに加えて外付けでコンデン
サを追加しても、基本動作に影響がない。追加されたコ
ンデンサはスナバー回路として働くので、電流の立ち上
がりがゆるくなり、ノイズが減少する。またスイッチン
グ素子３、５、１０、１２のターンオフ時に印加される
電圧の傾きが小さくなるので、スイッチング時に発生す
る損失をさらに小さくできる効果もある。また各スイッ
チングユニットに印加される電圧は入力電圧Ｖ_INを超え
ることはなく、トランス９が直流励磁されることはない
のは従来のハーフブリッジコンバータと同様である。

【００７８】第１実施例によれば、第１、第２、第３、
第４のスイッチング素子３、５、１０、１２のターンオ
ン直前に、それらの寄生容量及びトランスの分布容量に
充電された電荷を放電するので、サージ電流が減少す
る。従ってノイズが減少するとともに電力損失も減少し
て効率が改善される。またサージ電流が減少するのでス
イッチング周波数を上げることができる。高効率、低ノ
イズで、高周波化が可能なスイッチング電源装置を実現
できる。

【００７９】《第２実施例》以下本発明の第２実施例に
ついて、図５ないし図８を参照しながら説明する。図５
は本発明の第２実施例におけるスイッチング電源装置１
Ｃの回路図である。

【００８０】図５において、直流電源１、第１及び第２
のスイッチングユニット３４及び５６、第１及び第２の
コンデンサ７及び８及び双方向スイッチングユニット２
５の構成は図１に示す第１実施例と同じであるので説明
を省略する。

【００８１】トランス２１は１次巻線２１Ａ、第１の２
次巻線２１Ｂ、第２の２次巻線２１Ｃ及び補助巻線２１
Ｄを有する。１次巻線２１Ａ、２次巻線２１Ｂ、２次巻
線２１Ｃ及び補助巻線２１Ｄの巻数比はｎ：１：１：ｎ
とする（ｎは実数）。１次巻線２１Ａは第１のコンデン
サ７と第２のコンデンサ８の接続点７Ａと第１のスイッ
チングユニット３４と第２のスイッチングユニット５６
の接続点５Ａに接続される。

【００８２】第１の整流ダイオード１４のアノードはト
ランスの第１の２次巻線２１Ｂの一端に接続される。第
２の整流ダイオード１５のアノードはトランス２１の第
２の２次巻線２１Ｃの一端に接続される。第１の整流ダ
イオード１４と前記第２の整流ダイオード１５のカソー
ドは共通に接続される。

【００８３】インダクタンス素子１６と平滑コンデンサ
１７は直列接続され、インダクタンス素子１６の端部は
第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５
のカソードの接続点１４Ａに接続される。また平滑コン
デンサ１７の端部は、第１の２次巻線２１Ｂと第２の２
次巻線２１Ｃの接続点２１Ｅに接続される。トランスの
２次巻線に発生する電圧は整流平滑されて出力電圧Ｖ
_OUTが出力端子１８Ａ、１８Ｂを経て負荷１９に供給さ
れる。

【００８４】双方向スイッチングユニット２５は、前記
補助巻線２１Ｄの両端に接続される。

【００８５】制御回路４１は出力端子１８Ａ、１８Ｂ間
の電圧を検出し出力電圧が一定になるように第１のスイ
ッチング素子３、第２のスイッチング素子５、第３のス
イッチング素子１０及び第４のスイッチング素子１２の
オンオフ比を変えて制御する制御信号を発生する。

【００８６】以上のように構成されたスイッチング電源
装置１Ｃについて、以下にその動作を図８を参照しなが
ら説明する。

【００８７】図８において、駆動パルス信号ｖ_G1は制御
回路４１から第１のスイッチング素子３に印加される。
駆動パルス信号ｖ_G2は制御回路４１から第２のスイッチ
ング素子５に印加される。駆動パルス信号ｖ_G3は制御回
路４１から第３のスイッチング素子１０に印加される。
駆動パルス信号ｖ_G4は制御回路４１から第４のスイッチ
ング素子１２に印加される。電圧ｖ_Dは第１のスイッチ
ングユニット３４に印加される。電流ｉ_D1は第１のスイ
ッチングユニット３４を流れる電流であり、電流ｉ_D2は
第２のスイッチングユニット５６を流れる電流である。
電流ｉ_Pは１次巻線２１Ａを流れる電流である。電流ｉ_A
はトランス２１の補助巻線２１Ｄを流れる電流であり、
電流ｉ_Lはインダクタンス素子１６を流れる電流であ
る。

【００８８】時刻Ｔ₁で制御回路４１から駆動パルス信
号ｖ_G1により第１のスイッチング素子３がオンになり、
トランス２１の１次巻線２１Ａに電圧Ｖ_Cが印加され
る。この時トランス２１の第１の２次巻線２１Ｂに電圧
Ｖ_C／ｎが発生し整流ダイオード１４をターンオンす
る。インダクタンス素子１６には、電圧（Ｖ_C／ｎ−Ｖ
_OUT）が印加され、インダクタンス素子１６を流れる電
流ｉ_Lは直線状に増加する。トランス２１の１次巻線２
１Ａの電流ｉ_Pはトランス２１の励磁電流と、第１の２
次巻線２１Ｂを流れる電流の１次側換算電流との和であ
るので、直線状に増加し、トランス２１およびインダク
タンス素子１６に励磁エネルギーが蓄積される。このと
き制御回路４１の出力に基づいて、第２及び第３のスイ
ッチング素子５及び１０はオフであり第４のスイッチン
グ素子１２はオンであるが、第２のダイオード８と第３
のダイオード１１は逆バイアスされオフであるので回路
動作に影響は無い。

【００８９】時刻Ｔ₂で制御回路４１の駆動パルス信号
ｖ_G1が消滅し、第１のスイッチング素子３がオフになる
と、トランス２１の１次巻線２１Ａを流れていた電流ｉ
_Pはトランスの漏れインダクタンスの影響で連続的に流
れようとする。そのため電流ｉ_Pは、第１のスイッチン
グ手段ユニット３４、第２のスイッチングユニット５６
及びトランス９に等価的に並列に接続された寄生コンデ
ンサを充放電する。その結果第１のスイッチングユニッ
ト３４に印加される電圧ｖ_Dは上昇し、トランス２１の
１次巻線２１Ａに印加される電圧は小さくなる。同時に
補助巻線２１Ｄに誘起する電圧も小さくなる。この電圧
がゼロに達すると、オンである第４のスイッチング素子
１２を通して印加される電圧で第３のダイオード１１を
ターンオンさせ、双方向スイッチングユニット２５はオ
ンとなる。

【００９０】時刻Ｔ₃で制御回路４１の駆動パルス信号
ｖ_G3により第３のスイッチング素子１０がオンとなる。
オン電流が第３のダイオード１１を流れても第３のスイ
ッチング素子１０を流れても動作に変化はない。トラン
ス２１に蓄えられた励磁エネルギーは、前記寄生コンデ
ンサの充放電によって消費され一旦減少するが、第３の
ダイオード１１または第３のスイッチング素子１０がオ
ンになると、トランス２１の補助巻線２１Ｄは双方向ス
イッチングユニット２５で短絡され、トランスの漏れイ
ンダクタンスと励磁インダクタンスに蓄えられた励磁エ
ネルギーは保持される。トランス２１の第１の２次巻線
２１Ｂと第２の２次巻線２１Ｃに誘起される電圧はゼロ
となり、インダクタンス素子１６に印加される電圧は、
Ｖ_OUTとなる。トランス２１の第１の２次巻線２１Ｂと
第２の２次巻線２１Ｃには、励磁エネルギーを連続に保
つように、二次電流が分割されて流れる。従って第１の
整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５はオン
となる。

【００９１】時刻Ｔ₄で第４のスイッチング素子１２が
オフになり、双方向スイッチングユニット２５がオフに
なると、トランス２１に保持されていた励磁エネルギー
により、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイ
ッチングユニット５６及びトランス２１に等価的に並列
に接続された寄生コンデンサが充放電する。そのため第
１のスイッチングユニット３４に印加される電圧ｖ_Dは
上昇する。電圧ｖ_Dが入力電圧Ｖ_INに達すると、第２の
ダイオード６がターンオンする。

【００９２】時刻Ｔ₅で、制御回路４１の駆動パルス信
号ｖ_G2により第２のスイッチング素子５がオンとなる。
オン電流ｉ_D2が第２のダイオード６を流れても第２のス
イッチング素子５を流れても動作に変化はない。

【００９３】第２のスイッチングユニット５６がオンす
ると、トランス２１の１次巻線２１Ａに電圧（Ｖ_C−Ｖ
_IN）が印加され、トランス２１の１次巻線２１Ａの電流
ｉ_Pは急激に減少する。トランス２１の１次巻線２１Ａ
に十分な逆電流が供給されると、第１の整流ダイオード
１４がオフし第２の２次巻線２１Ｃに電圧（Ｖ_IN−
Ｖ_C）／ｎが発生する。インダクタンス素子１６には電
圧[（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎ−Ｖ_{OU T}]が印加され、インダクタ
ンス素子１６を流れる電流ｉ_Lは直線状に増加する。ト
ランス２１の１次巻線２１Ａの電流ｉ_Pはトランス２１
の励磁電流と、２次巻線２１Ｂを流れる電流の１次側換
算電流との和となるために直線状に減少する。トランス
２１およびインダクタンス素子１６に励磁エネルギーが
蓄積される。このとき制御回路４１の出力により第１の
スイッチング素子３はオフ、第３のスイッチング素子１
０はオン、第４のスイッチング素子１２はオフとなって
いるが、第１のダイオード６と第４のダイオード１３は
逆バイアスされオフであるので回路動作に影響は無い。

【００９４】時刻Ｔ₆で制御回路４１の駆動パルス信号
ｖ_G2が消滅して第２のスイッチング素子５がオフになる
と、１次巻線２１Ａの電流ｉ_Pはトランス２１の漏れイ
ンダクタンスの影響で連続して流れようとする。そのた
め電流ｉ_Pは第１のスイッチングユニット３４と第２の
スイッチングユニット５６とトランス２１に等価的に並
列に接続される寄生コンデンサを充放電する。その結果
第１のスイッチングユニット３４に印加される電圧ｖ_D
は下降し、トランス２１の１次巻線２１Ａに印加される
電圧は小さくなる。同時に補助巻線２１Ｄに誘起する電
圧も小さくなる。この電圧がゼロに達すると、オンであ
る第３のスイッチング素子１０を通して印加される電圧
により第４のダイオード１３をターンオンさせ、双方向
スイッチングユニット２５はオンとなる。

【００９５】時刻Ｔ₇で制御回路４１の駆動パルス信号
ｖ_G4で第４のスイッチング素子１２がオンになる。オン
電流が第４のダイオード１３を流れても第４のスイッチ
ング素子１２を流れても動作に変化はない。このとき、
トランス２１に蓄えられた負極性の励磁エネルギーは前
記寄生コンデンサの充放電によって消費される。そのた
め１次巻線２１Ａの電流ｉ_Pは一旦増加する。第４のダ
イオード１３または第４のスイッチング素子１２がオン
すると、トランス２１の補助巻線２１Ｄは短絡され、ト
ランス２１の漏れインダクタンスと励磁インダクタンス
に蓄えられた負極性のエネルギーは保持される。その結
果トランス２１の第１の２次巻線２１Ｂと第２の２次巻
線２１Ｃに誘起される電圧はゼロとなり、インダクタン
ス素子１６に印加される電圧は、Ｖ_OUTとなる。トラン
ス２１の第１の２次巻線２１Ｂと第２の２次巻線２１Ｃ
には、励磁エネルギーを連続に保つように、二次電流が
分割されて流れるために、第１の整流ダイオード１４と
第２の整流ダイオード１５はオンとなる。

【００９６】時刻Ｔ₈で第３のスイッチング素子１０を
オフにして双方向スイッチングユニット２５をオフにす
ると、トランス２１に保持されていたエネルギーによ
り、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッチ
ングユニット５６及びトランス２１に等価的に並列に接
続される寄生コンデンサは充放電され、第１のスイッチ
ングユニット３４に印加される電圧ｖ_Dは下降する。電
圧ｖ_Dがゼロに達すると、第１のダイオード４をターン
オンさせる。

【００９７】時刻Ｔ₉で制御回路４１の駆動パルス信号
ｖ_G1により第１のスイッチング素子３がオンになる。オ
ン電流ｉ_D1が第１のダイオード４を流れても第１のスイ
ッチング素子３を流れても動作に変化はない。トランス
２１の１次巻線２１Ａを流れる電流ｉ_Pは、前記寄生容
量の充放電のために一旦増加する。第１のスイッチング
ユニット３４がオンになると、トランス２１の１次巻線
２１Ａに電圧Ｖ_Cが印加され、１次巻線電流ｉ_Pは急激に
増加する。トランス２１の１次巻線２１Ａに十分な電流
が供給されると第２の整流ダイオード１５がオフにな
る。第１の２次巻線２１Ｂに電圧Ｖ_C／ｎが発生するた
め、インダクタンス素子１６に電圧[（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎ
−Ｖ_OUT]が印加される。以後は上記の動作を繰り返す。

【００９８】第１のスイッチングユニット３４と第２の
スイッチングユニット５６のオン期間を等しい値の
Ｐ_ON、とする。第１のスイッチングユニット３４がター
ンオフしてから第２のスイッチングユニット５６がター
ンオンするまでのオフ期間と第２のスイッチングユニッ
ト５６がターンオフしてから第１のスイッチングユニッ
ト３４がオンするまでのオフ期間を等しい値のＰ_OFF と
する。上記のようにオン期間とオフ期間を設定すると、
トランス２１のリセット条件により式（５）が成り立
つ。

【００９９】 （Ｖ_IN−Ｖ_C）×Ｐ_ON＝Ｖ_C×Ｐ_ON ・・・（５）

【０１００】インダクタンス素子１６のリセット条件か
ら、期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇、Ｔ₈〜Ｔ₉は短
いので無視すると式（６）が成り立つ。

【０１０１】 [（Ｖ_IN−Ｖ_C）／ｎ−Ｖ_OUT]×Ｐ_ON＝Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（６）

【０１０２】したがって、式（６）から、Ｖ_C、Ｖ_OUTは
以下のように表わされる。

【０１０３】Ｖ_C＝Ｖ_IN／２

【０１０４】Ｖ_OUT＝δＶ_IN／２ｎ

【０１０５】但し、δを以下のように表わす。

【０１０６】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【０１０７】したがって、第１のスイッチング素子３お
よび第２のスイッチング素子５のオンオフ比Ｐ_ON／Ｐ
_OFFの調節により直流出力電圧Ｖ_OUTが制御できる。期間
Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇、Ｔ₈〜Ｔ₉を考慮に入れ
ると、直流出力電圧Ｖ_OUTが低くなる。その分δを大き
くすることで所定の直流出力電圧Ｖ_OUTを得ることがで
きる。

【０１０８】この第２実施例では、第１ないし第４のス
イッチング素子３、５、１０及び１２のターンオン直前
に各スイッチング素子の寄生容量及びトランス２１の分
布容量に充電された電荷を放電し、放電後にターンオン
する。従って短絡によるサージ電流の発生を低減でき、
ノイズの発生を抑えることができる。サージ電流による
電力損失が減少するので効率が改善される。またトラン
ス２１の漏れインダクタンスに起因する第１及び第２の
スイッチング素子３および５のターンオフ時のサージ電
圧が、双方向スイッチングユニット２５内の第３及び第
４のダイオード１１および１２をターンオンする事によ
り第１及び第２のコンデンサ７と８および直流電源１に
効果的に吸収される。従ってサージ電圧の発生はない。
また双方向スイッチングユニット２５内の第３及び第４
のスイッチング素子１０及び１２のターンオフ時に発生
するサージ電圧も、第１及び第２のダイオード４と６の
ターンオンによって第１及び第２のコンデンサ７と８お
よび直流電源１に吸収される。従ってサージ電圧の発生
はない。

【０１０９】寄生容量の充放電のエネルギーは、トラン
ス２１の励磁インダクタンスと漏れインダクタンスに蓄
えられたエネルギーに依存している。トランス２１の１
次巻線２１Ａまたは２次巻線２１Ｂに直列にインダクタ
ンス素子を直列に接続し、漏れインダクタンスを故意に
増加させることができる。漏れインダクタンスの増加に
より寄生容量の放電エネルギーを大きくすることができ
る。またトランス２１の励磁インダクタンス値を小さく
して、トランス２１を逆励磁させることにより第１およ
び第２のスイッチングユニット３４、５６の寄生容量と
トランス２１の分布容量の放電を補助することができ
る。第２実施例の他の例を図６及び図７に示す。本実施
例の図５の構成では、入力電圧Ｖ_INを第１のコンデンサ
７と第２のコンデンサ８の直列接続により分圧してい
る。図６に示すように、第１のコンデンサ７のみを入力
端子２Ａと１次巻線２１Ａ間に接続した場合、または図
７に示すように第２のコンデンサ８のみを入力端子２Ｂ
と１次巻線２１Ａ間に接続した場合でも、本発明のスイ
ッチング電源装置は正常に動作する。

【０１１０】図５の構成においては、双方向スイッチン
グユニット２５の第３のスイッチング素子１０と第４の
スイッチング素子１２の接続点１０Ａが直流電源１の負
極端子２Ｂ（回路接地）に接続されている。従って制御
回路４１の駆動パルス信号ｖ_G3、ｖ_G4の電圧レベルの設
定の自由度が増し、制御回路４１の構成が簡単になる特
徴がある。図５の構成では、第１及び第２のスイッチン
グユニット３４及び５６、双方向スイッチングユニット
２５及びトランス２１に等価的に並列に接続される寄生
コンデンサに加えてさらに外付けでコンデンサを付加し
ても、基本的動作に影響しない。このようなコンデンサ
を付加すると、各スイッチング素子のターンオフ時に印
加される電圧の立上りの傾きが小さくなるので、スイッ
チング時に発生する電力損失をさらに小さくできる効果
もある。第１及び第２のスイッチングユニット３４、５
６に印加される電圧は減少しない。第１及び第２のスイ
ッチングユニット３４及び５６に印加される電圧は入力
電圧Ｖ_INである。トランス２１が直流励磁されない特徴
は維持されて、高効率、低ノイズで、高いスイッチング
周波数のスイッチング電源装置を実現できる。 《第３実施例》

【０１１１】以下本発明の第３実施例について、図９及
び図１０を参照しながら説明する。図９は第３実施例に
おけるスイッチング電源装置３１Ｂの回路図である。図
９において、図１と同じものは同一の符号を付し説明は
省略する。スイッチング電源装置３１Ｂの入力端子２
Ａ、２Ｂは直流電源１に接続されている。第１及び第２
のスイッチングユニット３４及び５６、及び双方向スイ
ッチングユニット２５の構成は図１のものと同様であ
る。トランス２７は第１の１次巻線２７Ａ、第２の１次
巻線２７Ｂ、第１の２次巻線２７Ｃ及び第２の２次巻線
２７Ｄを有する。第１の１次巻線２７Ａ、第２の１次巻
線２７Ｂ、第１の２次巻線２７Ｃ及び第２の２次巻線２
７Ｄの巻数比はｎ：ｎ：１：１とする。前記第１の１次
巻線２７Ａと第１のスイッチングユニット３４の直列回
路を前記入力端子２Ａ、２Ｂに接続する。前記第２の１
次巻線２７Ｂと第２のスイッチングユニット５６の直列
回路も前記入力端子２Ａ、２Ｂに接続する。前記トラン
ス２７の第１の１次巻線２７Ａと第２の１次巻線２７Ｂ
は、電流の転流がスムーズに行えるように、密に結合さ
れている。

【０１１２】双方向スイッチングユニット２５は、第１
の１次巻線２７Ａと第１のスイッチングユニット３４の
接続点３４Ａと、第２の１次巻線２７Ｂと第２のスイッ
チングユニット５６の接続点５６Ａとの間に接続され
る。第１の整流ダイオード１４のアノードが前記トラン
ス２７の第１の２次巻線２７Ｃの一端に接続されてい
る。第２の整流ダイオード１５はアノードが前記トラン
ス２７の第２の２次巻線２７Ｄの一端に接続されてい
る。前記第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオ
ード１５のカソードは共通に接続される。インダクタン
ス素子１６と前記平滑コンデンサ１７は直列接続され、
インダクタンス素子１６の端部が第１の整流ダイオード
１４と第２の整流ダイオード１５のカソードの接続点に
接続されている。そして平滑コンデンサ１７の端部は第
１の２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄの接続点２
７Ｅに接続されている。トランス２７の第１及び第２の
２次巻線２７Ｃ、２７Ｄに発生する電圧は前記の第１及
び第２の整流ダイオード１４及び１５で整流され、イン
ダクタンス素子１６及び平滑コンデンサ１７で平滑され
出力端子１８Ａ、１８Ｂに出力される。負荷１９が出力
端子１８Ａ、１８Ｂに接続されている。

【０１１３】制御回路４２は前記出力端子１８Ａ及び１
８Ｂの間の出力電圧Ｖ_OUTを検出し出力電圧Ｖ_OUTが一定
になるように、第１のスイッチング素子３、第２のスイ
ッチング素子５、第３のスイッチング素子１０及び第４
のスイッチング素子１２のオンオフ比を制御する制御信
号を発生する。

【０１１４】以上のように構成されたスイッチング電源
装置について、以下にその動作を図１０の動作の波形図
を参照しながら説明する。図１０において、駆動パルス
信号ｖ_G1は制御回路４２から第１のスイッチング素子３
に印加される。駆動パルス信号ｖ_G2は制御回路４２から
第２のスイッチング素子５に印加される。駆動パルス信
号ｖ_G3は制御回路４２から第３のスイッチング素子１０
に印加される。駆動パルス信号ｖ_G4は制御回路４２から
第４のスイッチング素子１２に印加される。電流ｉ_P1は
トランス２７の第１の１次巻線２７Ａを流れる。電流ｉ
_P2はトランス２７の第２の１次巻線２７Ｂを流れる。電
流ｉ_D1は第１のスイッチングユニット３４を流れる。電
流ｉ_D2は第２のスイッチングユニット５６を流れる。電
圧ｖ_D1は第１のスイッチングユニット３４に印加され
る。電圧ｖ_D2は第２のスイッチングユニット５６に印加
される。電圧ｖ_S は整流ダイオード１４と整流ダイオー
ド１５のカソードと接続点２７Ｅ間に印加される。電流
ｉ_Lはインダクタンス素子１６を流れる電流を示してい
る。

【０１１５】時刻Ｔ₁ で、制御回路４２から駆動パルス
信号ｖ_G1が入力され、第１のスイッチング素子３がオン
になると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａに入力
電圧Ｖ_INが印加される。トランス２７の第１の２次巻線
２７Ｃに電圧Ｖ_IN／ｎが発生し、整流ダイオード１４が
ターンオンする。インダクタンス素子１６には、電圧
（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT） が印加され、インダクタンス素子
１６を流れる電流ｉ_Lは直線状に増加する。トランス２
７の第１の１次巻線２７Ａの電流ｉ_P1は、トランス２７
の励磁電流と、第１の２次巻線２７Ｃを流れる電流の１
次側換算電流との和となるために直線状に増加する。ト
ランス２７およびインダクタンス素子１６に励磁エネル
ギーが蓄積される。このとき制御回路４２の制御によっ
て第２のスイッチング素子５はオフ、第３のスイッチン
グ素子１０はオン、第４のスイッチング素子１２はオフ
であるが、第２のダイオード６と第４のダイオード１３
は逆バイアスされオフであるため、回路動作に影響は無
い。

【０１１６】時刻Ｔ₂ で、制御回路４２の駆動パルス信
号ｖ_G1が消滅して第１のスイッチング素子３がオフにな
ると、第１のスイッチング素子３を流れていた電流ｉ_D1
はトランス２７の漏れインダクタンスの影響で連続して
流れようとするので、第１のスイッチングユニット３
４、第２のスイッチングユニット５６及びトランス２７
に等価的に並列接続される寄生コンデンサを充放電す
る。その結果第１のスイッチングユニット３４に印加さ
れる電圧ｖ_D1は増加し、第２のスイッチングユニット５
６印加される電圧ｖ_D2は減少する。電圧ｖ_D1が増加し電
圧Ｖ_INに達すると、トランス２７の第１の１次巻線２７
Ａと第２の１次巻線２７Ｂに印加される電圧はゼロとな
る。その結果オンである第３のスイッチング素子１０を
通して電圧が印加され第４のダイオード１３がターンオ
ンして、双方向スイッチングユニット２５はオンとな
る。第４のダイオード１３がオンの間の時刻Ｔ₃ で、制
御回路４２の駆動パルス信号ｖ_G4によって第４のスイッ
チング素子１２がオンになる。オン電流が第４のダイオ
ード１３を流れても第４のスイッチング素子１２を流れ
ても動作に変化はない。

【０１１７】双方向スイッチングユニット２５がオンに
なると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａと第２の
１次巻線２７Ｂの直列回路は短絡され、トランス２７の
漏れインダクタンスと励磁インダクタンスに蓄えられた
エネルギーは保持される。双方向スイッチングユニット
２５がオンとなって、第１の１次巻線２７Ａと第２の１
次巻線２７Ｂが直列に接続されるので、１次巻線の巻数
は等価的に２倍になる。その結果トランス２７の第１の
１次巻線２７Ａの電流ｉ_P1は、半分になる。

【０１１８】上記の動作によって、トランス２７の第１
の２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄに誘起される
電圧はゼロとなり、インダクタンス素子１６に印加され
る電圧は、Ｖ_OUT となる。トランス２７の第１の２次巻
線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄには、励磁エネルギー
を連続に保つように、二次電流が分割されて流れる。従
って第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード
１５はオンとなる。

【０１１９】時刻Ｔ₄ で第３のスイッチング素子１０が
オフになって双方向スイッチングユニット２５がオフに
なると、トランス２７に保持されていたエネルギーによ
り、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッチ
ングユニット５６及びトランス２７に等価的に並列接続
される寄生コンデンサが充放電する。第１のスイッチン
グユニット３４に印加される電圧ｖ_D1は増加し、第２の
スイッチングユニット５６に印加される電圧ｖ_D2は減少
する。電圧ｖ_D2が減少しゼロに達すると、第２のダイオ
ード６がターンオンする。第２のダイオード６のオンの
期間に、時刻Ｔ₅ で制御回路４２の駆動パルス信号ｖ_G2
によって第２のスイッチング素子５がオンとなる。オン
電流ｉ_D2が第２のダイオード６を流れても第２のスイッ
チング素子５を流れても動作に変化はない。

【０１２０】第２のスイッチングユニット５６がオンに
なると、トランス２７の第２の１次巻線２７Ｂに入力電
圧Ｖ_INが印加され、第２の１次巻線２７Ｂを流れる電流
ｉ_P2は、急激に増加する。トランス２７の第２の２次巻
線２７Ｄに十分な電流が供給されると、第１の整流ダイ
オード１４がオフし第２の２次巻線２７Ｄに電圧Ｖ_IN／
ｎが発生する。そのためインダクタンス素子１６に電圧
（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT） が印加され、インダクタンス素子
１６を流れる電流ｉ_Lは直線状に増加する。トランス２
７の第２の１次巻線２７Ｂの電流ｉ_P2はトランス２７の
励磁電流と第１の２次巻線２７Ｃを流れる電流の１次側
換算電流との和となるために直線状に増加する。その結
果トランス２７およびインダクタンス素子１６に励磁エ
ネルギーが蓄積される。このとき制御回路４２によっ
て、第１のスイッチング素子３はオフ、第３のスイッチ
ング素子１０はオフ、第４のスイッチング素子１２はオ
ンであるが、第１のダイオード４と第３のダイオード１
１は逆バイアスされオフであるため、回路動作に影響は
無い。

【０１２１】時刻Ｔ₆ で制御回路４２の駆動パルス信号
ｖ_G2が消滅して第２のスイッチング素子５がオフになる
と、第２のスイッチング素子５を流れていた電流ｉ_D2は
トランスの漏れインダクタンスの影響で連続して流れよ
うとするので、第１のスイッチングユニット３４、第２
のスイッチングユニット５６及びトランス２７に等価的
に並列接続される寄生コンデンサを充放電する。そのた
め第２のスイッチングユニット５６に印加される電圧ｖ
_D2は増加し、第１のスイッチングユニット３４に印加さ
れる電圧ｖ_D1は減少する。電圧ｖ_D2が入力電圧Ｖ_INに達
すると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａと第２の
１次巻線２７Ｂに印加される電圧はゼロとなる。オンで
ある第４のスイッチング素子１０を通して印加される電
圧により第３のダイオード１１がターンオンし、双方向
スイッチングユニット２５はオンとなる。第３のダイオ
ード１１がオンの期間に、Ｔ₇ で制御回路４２からの駆
動パルス信号ｖ_G3により第３のスイッチング素子１０が
オンになる。オン電流が第３のダイオード１１を流れて
も第４のスイッチング素子１２を流れても動作に変化は
ない。

【０１２２】双方向スイッチングユニット２５がオンと
なると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａと第２の
１次巻線２７Ｂの直列回路が形成され、トランス２７の
漏れインダクタンスと励磁インダクタンスに蓄えられた
エネルギーは保持される。双方向スイッチングユニット
２５がオンとなって、第１の１次巻線２７Ａと第２の１
次巻線２７Ｂが直列に接続されるので、１次巻線の巻数
は等価的に２倍になる。その結果第１の１次巻線２７Ａ
の電流ｉ_P1は半分になる。

【０１２３】上記の動作によってトランス２７の第１の
２次巻線２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄに誘起される電
圧はゼロとなり、インダクタンス素子１６に印加される
電圧は、Ｖ_OUTとなる。トランス２７の第１の２次巻線
２７Ｃと第２の２次巻線２７Ｄには、励磁エネルギーを
連続に保つように、二次電流が分割され流れる。従って
第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード１５
はオンとなる。

【０１２４】時刻Ｔ₈ で第４のスイッチング素子１２が
オフになって、双方向スイッチングユニット２５がオフ
になると、トランス２７に保持されていたエネルギーに
より、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッ
チングユニット５６及びトランス２７に等価的に並列接
続される寄生コンデンサが充放電する。第１のスイッチ
ング素子３に印加される電圧ｖ_D1は減少し、ゼロに達す
ると、第１のダイオード４がターンオンする。第１のダ
イオード４がオンの期間に、制御回路４２の駆動パルス
信号ｖ_G1によって第１のスイッチング素子３がオンにな
る。オン電流ｉ_D1が第１のダイオード４を流れても第１
のスイッチング素子３を流れても動作に変化はない。

【０１２５】トランス２７の第１の１次巻線２７Ａを流
れる電流ｉ_P1は、前記寄生容量の充放電のために一旦減
少するが、第１のスイッチングユニット３４がオンにな
ると、トランス２７の第１の１次巻線２７Ａに入力電圧
Ｖ_INが印加され、第１の１次巻線２７Ａの電流ｉ_P1は急
激に増加する。トランス２７の第１の２次巻線２７Ｃに
十分な電流が供給されると、第２の整流ダイオード１５
がオフとなり、第１の２次巻線２７Ｃに電圧Ｖ_IN／ｎが
発生する。その結果インダクタンス素子１６に電圧（Ｖ
_IN／ｎ−Ｖ_OUT） が印加される。以後はこの動作を繰り
返す。

【０１２６】第１のスイッチングユニット３４と第２の
スイッチングユニット５６のオン期間を等しい値の
Ｐ_ON、とする。第１のスイッチングユニット３４がター
ンオフしてから第２のスイッチングユニット５６がター
ンオンするまでのオフ期間と、第２のスイッチングユニ
ット５６がターンオフしてから第１のスイッチングユニ
ット３４がターンオンするまでのオフ期間を等しい値の
Ｐ_OFF とする。インダクタンス素子１６のリセット条件
から、期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇及びＴ₈〜Ｔ₉
は短いので無視すると式（８）が成立する。

【０１２７】 ２（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT）×Ｐ_ON＝２Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（８）

【０１２８】したがって、式（８）よりＶ_OUTは以下の
ように表わされる。

【０１２９】Ｖ_OUT＝δＶ_IN／ｎ

【０１３０】但し、δを以下のように表わす。

【０１３１】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【０１３２】したがって、第１のスイッチング素子３お
よび第２のスイッチング素子５のオンオフ比（Ｐ_ON／Ｐ
_OFF）を調節して出力電圧Ｖ_OUTを制御できる。期間 Ｔ₂
〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇及びＴ₈〜Ｔ₉を考慮に入れ
ると、出力電圧Ｖ_OUTが低くなるが、その分δを大きく
することによって所定の電圧を得ることができる。

【０１３３】この実施例では、第１ないし第４のスイッ
チング素子３、５、１０及び１２のターンオン直前にこ
れらのスイッチング素子３、５、１０及び１２の寄生容
量及びトランス２７の分布容量の電荷を放電する。従っ
てスパイク状の短絡電流の発生を低減でき、効率の改
善、ノイズの発生を抑えることが可能である。またトラ
ンス２７の漏れインダクタンスに起因する第１及び第２
のスイッチング素子３および５のターンオフ時のスパイ
ク電圧は、双方向スイッチングユニット２５内の第３の
ダイオード１１および第４のダイオード１３がターンオ
ンする事によりトランス２７を介して効果的に吸収され
る。従ってスパイク電圧の発生は少なくなる。また双方
向スイッチングユニット２５内の第３のスイッチング素
子１０と第４のスイッチング素子１２のターンオフ時に
発生するサージ電圧も第１のダイオード４と第２のダイ
オード６がターンオンすることでトランス２７を介して
直流電源１に吸収され、サージ電圧の発生はない。

【０１３４】第１のスイッチングユニット３４のターン
オン直前の第１および第２のスイッチングユニット３４
及び５６の寄生容量とトランス２７の分布容量の放電の
エネルギーはトランス２７の励磁インダクタンスと漏れ
インダクタンスに蓄えられたエネルギーに依存してい
る。トランス２７の第１の２次巻線２７Ｃと第２の２次
巻線２７Ｄに直列にインダクタンス素子を直列に接続
し、この放電エネルギーをさらに大きくすることもでき
る。またトランス２７のインダクタンス値を小さくし
て、トランス２７を逆励磁させることにより第１および
第２のスイッチングユニット３４及び５６の寄生容量と
トランス２７の分布容量の放電を補助することができ
る。

【０１３５】第１のスイッチングユニット３４、第２の
スイッチングユニット５６、双方向スイッチングユニッ
ト２５及びトランス２７に等価的に並列接続される寄生
コンデンサに加えて外付けでコンデンサを追加しても、
基本動作に影響がない。追加のコンデンサによってスイ
ッチングユニット３４、５６のターンオフ時に印加され
る電圧の傾きが小さくなるので、スイッチング時に発生
する損失をさらに小さくできる効果がある。その結果、
高効率、低ノイズで、高周波化が可能なスイッチング電
源装置を実現できる。 《第４実施例》

【０１３６】以下本発明の第４実施例について、図１１
及び図１２を参照しながら説明する。図１１は第４実施
例におけるスイッチング電源の回路図である。図１１に
おいて、図９と同じものは同一の符号を付し説明は省略
する。トランス３９は第１の１次巻線３９Ａ、第２の１
次巻線３９Ｂ、第１の２次巻線３９Ｃ、第２の２次巻線
３９Ｄ及び補助巻線３９Ｅを有する。前記第１の１次巻
線３９Ａ、前記第２の１次巻線３９Ｂ、前記第１の２次
巻線３９Ｃ、前記第２の２次巻線３９Ｄ、及び前記補助
巻線３９Ｅの巻数比をｎ：ｎ：１：１：ｎとする。前記
第１の１次巻線３９Ａと第１のスイッチングユニット３
４との直列回路は入力端子２Ａ及び２Ｂ間に接続され
る。前記第２の１次巻線３９Ｂと第２のスイッチングユ
ニット５６との直列回路も前記入力端子２Ａ及び２Ｂ間
に接続される。第１のスイッチング素子３と第２のスイ
ッチング素子５は交互にオンオフを繰り返す。また前記
トランス３９の第１の１次巻線３９Ａと第２の１次巻線
３９Ｂと補助巻線３９Ｅは、電流の転流がスムーズに行
えるように密に結合されている。

【０１３７】第１の整流ダイオード１４のアノードを前
記トランス３９の第１の２次巻線３９Ｃの一端に接続す
る。第２の整流ダイオード１５のアノードを前記トラン
ス３９の第２の２次巻線３９Ｄの一端に接続する。前記
第１の整流ダイオード１４と前記第２の整流ダイオード
１５のカソードは共通に接続される。インダクタンス素
子１６と平滑コンデンサ１７は直列接続され、インダク
タンス素子１６の端部が前記第１の整流ダイオード１４
と前記第２の整流ダイオード１５のカソードの接続点２
４Ａに接続される。平滑コンデンサ１７の端部が第１の
２次巻線３９Ｃと第２の２次巻線３９Ｄの接続点３９Ｆ
に接続される。トランス３９の２次巻線３９Ｃ、３９Ｄ
に発生する電圧は整流平滑されて出力端子１８Ａ、１８
Ｂに出力される。負荷１９が出力端子１８Ａ、１８Ｂ間
に接続される。

【０１３８】双方向スイッチングユニット２５は図５に
示すものと同じ構成を有する。双方向スイッチユニット
２５は前記トランス３９の補助巻線３９Ｅの両端に接続
される。第３及び第４のスイッチング素子１０及び１２
の接続点４５Ａは直流電源１の負極端子２Ｂに接続され
ている。制御回路４３は前記出力端子１８Ａ、１８Ｂ間
の電圧を検出し、出力電圧Ｖ_OUTが一定になるように前
記第１のスイッチング素子３、前記第２のスイッチング
素子５、前記第３のスイッチング素子１０及び前記第４
のスイッチング素子１２を制御する制御信号を発生す
る。

【０１３９】以上のように構成されたスイッチング電源
装置について、以下にその動作を図１２の動作の波形図
を参照しながら説明する。

【０１４０】図１２において駆動パルス信号ｖ_G1は制御
回路４３から第１のスイッチング素子３に印加される。
駆動パルス信号ｖ_G2は制御回路４３から第２のスイッチ
ング素子５に印加される。駆動パルス信号ｖ_G3は制御回
路４３から第３のスイッチング素子１０に印加される。
駆動パルス信号ｖ_G4は制御回路４３から第４のスイッチ
ング素子１２に印加される。電流ｉ₁ は第１のスイッチ
ングユニット３４及びトランス３９の第１の１次巻線３
９Ａを流れる。電流ｉ₂ は第２のスイッチングユニット
５６及びトランス３９の第２の１次巻線３９Ｂを流れ
る。電流ｉ₃ はトランス３９の補助巻線３９Ｅを流れ
る。電圧ｖ_D1は第１のスイッチングユニット３４に印加
される。電圧ｖ_D2は第２のスイッチングユニット５６に
印加される。

【０１４１】時刻Ｔ₁ で制御回路４３からの駆動パルス
信号ｖ_G1の入力により第１のスイッチング素子３がオン
になると、トランス３９の第１の１次巻線３９Ａに電圧
Ｖ_INが印加される。この時トランス３９の第１の２次巻
線３９Ｃに電圧Ｖ_IN／ｎが発生し整流ダイオード１４が
ターンオンする。インダクタンス素子１６には、電圧
（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT ) が印加され、インダクタンス素子
１６を流れる電流ｉ_Lは直線状に増加する。トランス３
９の第１の１次巻線３９Ａの電流ｉ₁ は、トランス３９
の励磁電流と第１の２次巻線３９Ｃを流れる電流の１次
側換算電流との和となるために直線状に増加する。その
結果トランス３９およびインダクタンス素子１６に励磁
エネルギーが蓄積される。このとき制御回路４３によっ
て、第２のスイッチング素子５はオフ、第３のスイッチ
ング素子１０はオン、第４のスイッチング素子１２はオ
フであるが、第２のダイオード６と第４のダイオード１
３は逆バイアスされオフであるため、回路動作に影響は
無い。

【０１４２】時刻Ｔ₂ で制御回路４３の駆動パルス信号
ｖ_G1が消滅して第１のスイッチング素子３がオフになる
と、トランス３９の第１の１次巻線３９Ａを流れていた
電流ｉ_P1は、トランス３９の漏れインダクタンスの影響
で連続になる。この電流ｉ_P1は第１のスイッチングユニ
ット３４、第２のスイッチングユニット５６及びトラン
ス３９に等価的に並列接続される寄生コンデンサを充放
電する。その結果第１のスイッチングユニット３４に印
加される電圧ｖ_D1は増加し、第２のスイッチングユニッ
ト５６に印加される電圧ｖ_D2は減少する。同時に補助巻
線３９Ｅに誘起する電圧も減少してゼロに達すると、オ
ンである第３のスイッチング素子１０を通して電圧が印
加され第４のダイオード１３がターンオンし、双方向ス
イッチングユニット４５はオンとなる。

【０１４３】第４のダイオード１３がオンの間に時刻Ｔ
₃で制御回路４３からの駆動パルス信号ｖ_G4により第４
のスイッチング素子１２がオンになる。オン電流ｉ₃が
第４のダイオード１３を流れても第４のスイッチング素
子１２を流れても動作に変化はない。双方向スイッチン
グユニット４５がオンになると、トランス３９の補助巻
線３９Ｅは短絡され、トランス３９の漏れインダクタン
スと励磁インダクタンスに蓄えられたエネルギーは保持
される。

【０１４４】上記の動作によって、トランス３９の第１
の２次巻線３９Ｃと第２の２次巻線３９Ｄに誘起される
電圧はゼロとなり、インダクタンス素子１６に印加され
る電圧はＶ_OUTとなる。トランス３９の第１の２次巻線
３９Ｃと第２の２次巻線３９Ｄには、励磁エネルギーを
連続に保つように、二次電流が分割されて流れるため
に、第１の整流ダイオード１４と第２の整流ダイオード
１５はオンとなる。

【０１４５】時刻Ｔ₄で第３のスイッチング素子１０が
オフになって、双方向スイッチングユニット４５がオフ
になると、トランス３９に保持されていたエネルギーに
より、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッ
チングユニット５６及びトランス３９に等価的に並列接
続される寄生コンデンサが充放電して、第１のスイッチ
ングユニット３４に印加される電圧ｖ_D1は増加する。同
時に第２のスイッチングユニット５６に印加される電圧
ｖ_D2は減少する。電圧ｖ_D2がゼロに達すると、第２のダ
イオード６がターンオンする。第２のダイオード６がオ
ンである時刻Ｔ ₅ で制御回路４３からの駆動パルス信号
ｖ_G2により第２のスイッチング素子５がオンとなる。オ
ン電流ｉ₂が第２のダイオード６を流れても第２のスイ
ッチング素子５を流れても動作に変化はない。

【０１４６】第２のスイッチングユニット５６がオンに
なると、トランス３９の第２の１次巻線３９Ｂに電圧Ｖ
_INが印加され、第２の１次巻線３９Ｂの電流ｉ₂ は急激
に増加する。トランス３９の第２の１次巻線３９Ｂに十
分な電流が供給されると、第１の整流ダイオード１４が
オフとなり第２の２次巻線３９Ｄに電圧Ｖ_IN／ｎが発生
する。従ってインダクタンス素子１６に電圧（Ｖ_IN／ｎ
−Ｖ_OUT) が印加され、インダクタンス素子１６を流れ
る電流ｉ_Lは直線状に増加する。トランス３９の第２の
１次巻線３９Ｂの電流ｉ₂ はトランス３９の励磁電流
と、第２の２次巻線３９Ｄを流れる電流の１次側換算電
流との和となるために直線状に増加する。従ってトラン
ス３９およびインダクタンス素子１６に励磁エネルギー
が蓄積される。このとき制御回路４３により第１のスイ
ッチング素子３はオフ、第３のスイッチング素子１０は
オフ、第４のスイッチング素子１２はオンであるが、第
１のダイオード４と第３のダイオード１１は逆バイアス
されオフであるため、回路動作に影響は無い。

【０１４７】時刻Ｔ₆ で制御回路４３の駆動パルス信号
ｖ_G2が消滅して第２のスイッチング素子５がオフになる
と、第１の１次巻線３９Ａの電流ｉ₁ はトランス３９の
漏れインダクタンスの影響で連続して流れようとするの
で、第１のスイッチングユニット３４と第２のスイッチ
ングユニット５６とトランス３９に等価的に並列接続さ
れる寄生コンデンサを充放電する。その結果第２のスイ
ッチングユニット５６に印加される電圧ｖ_D2は増加す
る。同時に第１のスイッチングユニット３４に印加され
る電圧ｖ_D1は減少し、トランス３９の第１の１次巻線３
９Ａに印加される電圧は減少する。補助巻線３９Ｅに誘
起する電圧も減少してゼロに達すると、オンである第４
のスイッチング素子１２を通して電圧が印加され第３の
ダイオード１１がターンオンし、双方向スイッチングユ
ニット４５はオンとなる。第３のダイオード１１がオン
である時刻Ｔ₇ で制御回路４３からの駆動パルス信号ｖ
_G3により第３のスイッチング素子１０がオンになる。オ
ン電流が第３のダイオード１１を流れても第３のスイッ
チング素子１０を流れても動作に変化はない。双方向ス
イッチングユニット２５がオンになるとトランス３９の
補助巻線３９Ｅは短絡され、トランス３９の漏れインダ
クタンスと励磁インダクタンスに蓄えられたエネルギー
は保持される。

【０１４８】トランス３９の第１の２次巻線３９Ｃと第
２の２次巻線３９Ｄに誘起される電圧はゼロとなり、イ
ンダクタンス素子１６に印加される電圧はＶ_OUTとな
る。トランス３９の第１の２次巻線３９Ｃと第２の２次
巻線３９Ｄには、励磁エネルギーを連続に保つように、
二次電流が分割されて流れるために、第１の整流ダイオ
ード１４と第２の整流ダイオード１５はオンとなる。

【０１４９】時刻Ｔ₈ で第４のスイッチング素子１２が
オフとなり、双方向スイッチングユニット２５がオフに
なると、トランス３９に保持されていたエネルギーによ
り、第１のスイッチングユニット３４、第２のスイッチ
ングユニット５６及びトランス３９に等価的に並列接続
される寄生コンデンサが充放電する。第１のスイッチン
グユニット３４に印加される電圧ｖ_D1は減少する。ゼロ
に達すると、第１のダイオード４がターンオンする。第
１のダイオード４がオンである時刻Ｔ₉で制御回路４３
の駆動パルス信号ｖ_G1により第１のスイッチング素子３
をオンになる。オン電流が第１のダイオード４を流れて
も第１のスイッチング素子３を流れても動作に変化はな
い。

【０１５０】トランス３９の第１の１次巻線３９Ａを流
れる電流ｉ₁ は、前記寄生容量の充放電のために一旦減
少するが、第１のスイッチングユニット３４がオンにな
ると、トランス３９の第１の１次巻線３９Ａに電圧Ｖ_IN
が印加され、１次巻線３９Ａの電流ｉ₁ は急激に増加す
る。トランス３９の第１の１次巻線３９Ａに十分な電流
が供給されると、第２の整流ダイオード１５がオフとな
り第１の２次巻線３９Ｃに電圧Ｖ_IN／ｎが発生する。従
ってインダクタンス素子１６に電圧（Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT)
が印加される。以後はこの動作を繰り返す。第１のス
イッチングユニット３４と第２のスイッチングユニット
５６のオン期間を等しい値のＰ_ONとする。第１のスイッ
チングユニット３４がターンオフしてから第２のスイッ
チングユニット５６がターンオンするまでのオフ期間
と、第２のスイッチングユニット５６がターンオフして
から第１のスイッチングユニット３４がターンオンする
までのオフ期間を等しい値のＰ_OFF とする。インダクタ
ンス素子１６のリセット条件から、期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄
〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇及びＴ₈〜Ｔ₉は短いので無視すると式
（９）が成り立つ。

【０１５１】 [Ｖ_IN／ｎ−Ｖ_OUT]×Ｐ_ON＝Ｖ_OUT×Ｐ_OFF ・・・（９）

【０１５２】したがって、式（９）より、Ｖ_OUTは以下
のように表わされる。

【０１５３】Ｖ_OUT＝δＶ_IN／ｎ

【０１５４】但し、δを以下のように表わす。

【０１５５】δ＝Ｐ_ON／（Ｐ_ON＋Ｐ_OFF）

【０１５６】したがって、第１のスイッチング素子３お
よび第２のスイッチング素子５のオンオフ比（Ｐ_ON／Ｐ
_OFF）を調整することにより出力電圧Ｖ_OUTが制御でき
る。期間Ｔ₂〜Ｔ₃、Ｔ₄〜Ｔ₅、Ｔ₆〜Ｔ₇、Ｔ₈〜Ｔ₉を考
慮すると、出力電圧Ｖ_OUTが低くなる。その分δを大き
くすることで所定の電圧を得ることができる。この構成
では、第１ないし第４のスイッチング素子３、５、１０
及び１２のターンオン直前にこれらのスイッチング素子
３、５、１０及び１２の寄生容量及びトランス３９の分
布容量の電荷を放電する。従って短絡によるサージ電流
の発生を低減でき、効率の改善、ノイズの発生を抑える
ことが可能である。

【０１５７】またトランス３９の漏れインダクタンスに
起因する第１及び第２のスイッチング素子３および５の
ターンオフ時のサージ電圧が、双方向スイッチングユニ
ット２５内の第３のダイオード１１および第４のダイオ
ード１３がターンオンする事によりトランス３９を介し
て効果的に吸収される。従ってサージ電圧の発生は少な
い。また双方向スイッチングユニット２５内の第３のス
イッチング素子１０と第４のスイッチング素子１２のタ
ーンオフ時に発生するサージ電圧も第１のダイオード４
と第２のダイオード６がターンオンすることでトランス
３９を介して入力直流電源１に吸収される。従ってサー
ジ電圧の発生はない。

【０１５８】寄生容量の充放電のエネルギーは、トラン
ス３９の励磁インダクタンスと漏れインダクタンスに蓄
えられたエネルギーに依存している。トランス３９の第
１の２次巻線３９Ｃと第２の２次巻線３９Ｄに直列にイ
ンダクタンス素子を接続し、この放電エネルギーをさら
に大きくすることもできる。またトランス３９のインダ
クタンス値を小さくして、トランスを逆励磁させること
により、第１および第２のスイッチングユニット３４及
び５６の寄生容量とトランス３９の分布容量の放電を補
助することもできる。

【０１５９】図１１の構成においては、双方向スイッチ
ングユニット２５の第３のスイッチング素子１０と第４
のスイッチング素子１２の接続点４５Ａを直流電源１の
負極端子２Ｂに接続している。従って制御回路４３の出
力の駆動パルス信号Ｖ_G3及びＶ_G4のレベル設定の自由度
が増す。接続点４５Ａを直流電源１の正極端子２Ａに接
続してもよい。さらに接続点４５Ａに、電圧Ｖ_INを分圧
した所望の電圧を与えてもよい。このように接続点４５
Ａの電圧設定に自由度があるので、制御回路４３の設計
が容易になる。

【０１６０】また図１１の構成では、第１のスイッチン
グユニット３４、第２のスイッチングユニット５６、双
方向スイッチングユニット２５及びトランス３９に等価
的に並列接続される寄生コンデンサに加えて外付けでコ
ンデンサを追加しても、基本動作に影響がない。コンデ
ンサの追加により第１ないし第４のスイッチング素子
３、５、１０、１２のターンオフ時に印加される電圧の
変化の傾きが小さくなるので、スイッチング時に発生す
る損失をさらに小さくできる効果もある。その結果、高
効率、低ノイズで、高周波化が可能なスイッチング電源
装置を実現できる。

【０１６１】

【発明の効果】本発明によれば、双方向スイッチングユ
ニットをオンにすることで、第１のスイッチングユニッ
トのターンオフから第２のスイッチングユニットのター
ンオンの直前までと、第２のスイッチングユニットのタ
ーンオフから第１のスイッチングユニットのターンオン
までの期間に、トランスに蓄えられたエネルギーを保持
することができる。第１及び第２のスイッチングユニッ
トのターンオン直前に、両スイッチングユニットに等価
的に並列接続される寄生コンデンサの電荷を放電し、そ
の後にターンオンするので、サージ電流が発生しない。
また、双方向スイッチングユニットによるクランプ作用
により、第１および第２のスイッチングユニットのター
ンオフ時のトランスの漏れインダクタンスの影響による
サージ電圧の発生も少ない。また、双方向スイッチング
ユニットのターンオン時のサージ電圧とターンオフ時の
サージ電圧の発生もない。したがって、高効率、低ノイ
ズで、高い周波数でスイッチングを行なう小型のスイッ
チング電源装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のスイッチング電源装置の
回路図。

【図２】本発明の第１実施例の他の例のスイッチング電
源装置の回路図。

【図３】本発明の第１実施例のさらに他の例のスイッチ
ング電源装置の回路図。

【図４】第１実施例の動作を示す波形図。

【図５】本発明の第２実施例のスイッチング電源装置の
回路図。

【図６】本発明の第２実施例の他の例のスイッチング電
源装置の回路図。

【図７】本発明の第２実施例のさらに他の例のスイッチ
ング電源装置の回路図。

【図８】第２実施例の動作を示す波形図。

【図９】本発明の第３実施例のスイッチング電源装置の
回路図。

【図１０】第３実施例の動作を示す波形図。

【図１１】本発明の第４実施例のスイッチング電源装置
の回路図。

【図１２】第４実施例の動作を示す波形図。

【図１３】第１の従来例のスイッチング電源装置の回路
図。

【図１４】第１の従来例のスイッチング電源装置の動作
を示す波形図。

【図１５】第２の従来例のスイッチング電源装置の回路
図。

【図１６】第２の従来例の動作を示す波形図。

【符号の説明】

１ 直流電源 ２Ａ、２Ｂ 入力端子 ３ 第１のスイッチング素子 ４ 第１のダイオード ５ 第２のスイッチング素子 ６ 第２のダイオード ９、２１、２７、３９ トランス ９Ａ、２１Ａ、２７Ａ、２７Ｂ、３９Ａ、３９Ｂ
一次巻線 ９Ｂ、９Ｃ、２１Ｂ、２１Ｃ、２７Ｃ、２７Ｄ、３９
Ｃ、３９Ｄ 二次巻線 ７、８ コンデンサ １０ 第３のスイッチング素子 １１ 第３のダイオード １２ 第４のスイッチング素子 １３ 第４のダイオード １４ 第１の整流ダイオード １５ 第２の整流ダイオード １６ インダクタンス素子 １７ 平滑コンデンサ １８Ａ、１８Ｂ出力端子 １９ 負荷 ２１Ｄ、３９Ｅ 補助巻線 ２５、４５ 双方向スイッチングユニット ３４ 第１のスイッチングユニット ４０、４１、４２、４３ 制御回路 ５６ 第２のスイッチングユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧を分圧する少なくとも２個のコ
   ンデンサ、 １次巻線を有するトランス、 前記コンデンサで分圧された電圧を交互にオンオフして
   交流電圧を発生し、トランスの１次巻線に印加する２個
   のスイッチング手段、及び前記２個のスイッチング手段
   が共にオフの期間に前記トランスの１次巻線を短絡する
   双方向スイッチング手段、 を有するスイッチング電源装置。
2. 【請求項２】 直流電源の端子間に接続され、交互にオ
   ンオフする第１のスイッチング手段と第２のスイッチン
   グ手段の直列接続体、 前記直流電源の一方の端子に一端を接続したコンデン
   サ、 １次巻線と少なくとも１個の２次巻線を有し、前記１次
   巻線の一端を前記コンデンサの他端に接続し、前記１次
   巻線の他端を前記第１及び第２のスイッチング手段の直
   列接続体の接続点に接続したトランス、 前記トランスの１次巻線に並列に接続した双方向スイッ
   チング手段、 前記トランスの２次巻線に接続された整流平滑手段、及
   び前記整流平滑手段の出力が印加され、前記第１及び第
   ２のスイッチング手段が共にオフの期間に前記双方向ス
   イッチング手段をオンにして前記トランスの前記１次巻
   線を短絡し、前記１次巻線の電流が連続して流れるよう
   に前記第１及び第２のスイッチング手段と前記双方向ス
   イッチング手段を制御する制御手段を有するスイッチン
   グ電源装置。
3. 【請求項３】 前記直流電源の端子間に接続された第１
   のコンデンサと第２のコンデンサの直流接続体を有し、
   前記トランスの１次巻線の一端が前記第１及び第２のコ
   ンデンサの接続点に接続された請求項２記載のスイッチ
   ング電源装置。
4. 【請求項４】 直流電源の端子間に接続され、交互にオ
   ンオフを繰返す第１のスイッチング手段と第２のスイッ
   チング手段の直列接続体、 前記直列電源の一方の端子に一端を接続したコンデン
   サ、 １次巻線及び補助巻線と少なくとも１個の２次巻線を有
   し、前記１次巻線の一端を前記コンデンサの他端に接続
   し、前記１次巻線の他端を前記第１及び第２のスイッチ
   ング手段の直列接続体の接続点に接続したトランス、 前記トランスの補助巻線に並列に接続した双方向スイッ
   チング手段、 前記トランスの２次巻線に接続した整流平滑手段、及び
   前記整流平滑手段の出力が印加され、前記第１及び第２
   のスイッチング手段が共にオフの期間に前記双方向スイ
   ッチング手段をオンにして前記トランスの１次巻線を短
   絡し、前記１次巻線の電流が連続して流れるように前記
   第１及び第２のスイッチング手段と双方向スイッチング
   手段を制御する制御手段、 を有するスイッチング電源装置。
5. 【請求項５】 前記直流電源の端子間に接続された第１
   のコンデンサと第２のコンデンサの直流接続体を有し、
   前記トランスの１次巻線の一端が前記第１及び第２のコ
   ンデンサの接続点に接続された請求項４記載のスイッチ
   ング電源装置。
6. 【請求項６】 少なくとも２個の巻線を有するトラン
   ス、 前記少なくとも２個の巻線に交互に入力電圧を印加する
   少なくとも２個のスイッチング手段、及び前記少なくと
   も２個のスイッチング手段がオフの期間に前記トランス
   の巻線を短絡する双方向スイッチング手段を有するスイ
   ッチング電源装置。
7. 【請求項７】 直流電源の一方の端子にそれぞれの１端
   が接続された第１の１次巻線と第２の１次巻線、及び少
   なくとも１個の２次巻線を有するトランス、 前記第１の１次巻線に直列に接続され、端部が直流電源
   の他方の端子に接続されてオンオフを繰り返す第１のス
   イッチング手段、 前記第２の１次巻線に直列に接続され、端部が直流電源
   の他方の端子に接続されて、前記第１のスイッチング手
   段と交互にオンオフを繰り返す第２のスイッチング手
   段、 前記第１の１次巻線と第１のスイッチング手段の接続点
   と、前記第２の１次巻線と第２のスイッチング手段の接
   続点との間に接続された双方向スイッチング手段、 前記２次巻線の電流を整流平滑する整流平滑手段、及び
   前記整流平滑手段の出力が印加され、前記第１及び第２
   のスイッチング手段が共にオフの期間に前記双方向スイ
   ッチング手段をオンにして、前記トランスの蓄積エネル
   ギーを連続に保つように、前記第１及び第２のスイッチ
   ング手段及び前記双方向スイッチング手段を制御する制
   御手段、 を有するスイッチング電源装置。
8. 【請求項８】 直流電源の一方の端子にそれぞれの１端
   が接続された第１の１次巻線と第２の１次巻線、少なく
   とも１個の２次巻線及び補助巻線を有するトランス、 前記第１の１次巻線に直列に接続され、端部が直流電源
   の他方の端子に接続されてオンオフを繰り返す第１のス
   イッチング手段、 前記第２の１次巻線に直列に接続され、端部が直流電源
   の他方の端子に接続されて、前記第１のスイッチング手
   段と交互にオンオフを繰り返す第２のスイッチング手
   段、 前記補助巻線に並列に接続された双方向スイッチング手
   段、 前記２次巻線の電流を整流平滑する整流平滑手段、及び
   前記整流平滑手段の出力が印加され、前記第１及び第２
   のスイッチング手段が共にオフの期間に前記双方向スイ
   ッチング手段をオンにして、前記トランスの蓄積エネル
   ギーを連続に保つように、前記第１及び第２のスイッチ
   ング手段及び前記双方向スイッチング手段を制御する制
   御手段、 を有するスイッチング電源装置。